Учёный ТУСУРа совместно с коллегами из США разработал решение по улучшению двигателя космических кубсатов

15.09.2020

Малые космические аппараты — кубсаты — представляют собой миниатюрные кубические спутники, создаваемые как для исследования космоса, так и для решения различных задач небольшими частными компаниям. Они часто запускаются на орбиту в качестве дополнительной нагрузки к обычным космическим аппаратам.

«Когда я прибыл в лабораторию, профессор Кейдар поставил мне задачу увеличить тягу двигателя кубсата на заметную величину — в несколько десятков раз. При этом нужно было сохранить или даже улучшить отношение тяги к мощности и удельный импульс. Это важные параметры, которые показывают эффективность двигателя. На протяжении полутора лет я занимался этой проблемой и под руководством профессора смог добиться хорошего результата», — рассказывает соавтор исследования, доцент кафедры физики ТУСУРа Денис Золотухин.

Учёные обнаружили, что, если в разрядную систему добавить вторую ступень в виде дополнительного электрода, подать на него напряжение и поместить его в магнитное поле, то при определенном пороговом значении напряжения на дополнительном электроде плазма генерируется более активно, а её ускорение — усиливается. В результате этого тяга двигателя увеличивается в 20-25 раз. Эти результаты команда учёных изложила в научной публикации в журнале Physical Review E.

Одновременно с исследованиями, которые Денис Золотухин проводил в Университете Джорджа Вашингтона, работа велась и в Томске, на кафедре физики ТУСУРа. Команда томских ученых (Андрей Тюньков, Юрий Юшков и Ефим Михайлович Окс) в сотрудничестве с Майклом Кейдаром исследовала вопрос, как продлить срок службы плазменного двигателя кубсата. Проблема заключается в то, что в таком двигателе на протяжении миллионов импульсов горит дуга, плазма которой постепенно разрушает межэлектродный промежуток. В ТУСУРе предложили напылять на межэлектродный промежуток первой ступени борное покрытие.

«Бор — очень твердый и прочный материал, и, если на промежуток осадить пленку бора, можно значительно замедлить этот процесс», — поясняет Золотухин.

Этот метод позволяет увеличить срок службы микродуговых двигателей в 6-17 раз.

Результаты этой разработки опубликованы в этом году в журнале Journal of Propulsion and Power, посвященном различным двигателям космических аппаратов.

Лаборатория профессора Кейдара в Университете Джорджа Вашингтона занимается разноплановой научной деятельностью, включающей три основных направления:

  • Разработка плазменных импульсных двигателей для малых космических аппаратов (кубсатов);
  • Исследования по генерации и применению холодной атмосферной плазмы для лечения раковых заболеваний;
  • Нанотехнологии и нанопокрытия.

Источник: Новости ТУСУРа

© 2016 Ассоциация некоммерческих организаций «Томский консорциум научно-образовательных и научных организаций» . Все права защищены.

Разработка: Mars Digital

Яндекс.Метрика